沸石分子筛的补铝改性与其催化性能的研究

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1、太原理一l：大学硕十研究生学位论文沸石分子筛的补铝改性及其催化性能研究摘要USY型沸石分子筛和Beta沸石分子筛由于骨架中铝原子的存在而产生的L酸位及结构中大量的可通过离子交换而产生的B酸位，可作为酸催化剂，广泛用于石油及天然气的催化裂解、脱蜡及芳烃的烷基化等领域，所以沸石分子筛的酸量及其酸强度分布是催化剂的重要参数，在催化反应过程中起决定性作用。因此，调变和控制分子筛的酸量及酸强度分布是非常重要的。本文利用碱性偏铝酸钠溶液对HUSY和HBeta沸石进行碱处理，并考察碱处理溶液浓度和碱度，处理时间和处理温度对样品性质的影响，选出最佳的处理条件达到补铝

2、改性的目的。同时利用改性后的沸石作为负载型金属催化剂的载体，考察其在液相苯加氢反应中的催化活性。研究内容主要包括：1)采用NaAl02溶液对HUSY沸石补铝，分别制备了经不同溶液浓度(O．01mol／L，O．05mol／L，O．1mol／L)，不同处理温度(40℃，60℃，80℃)，不同处理时间(6h，12h，24h)和不同碱度(PH=13，PH=14)处理的刖SY样品。使用NH3．TPD，IR及不同吡啶脱附温度的Pyridine．IR等技术定性及定量地考察了上述碱处理条件对HUSY酸性质和孔结构等的影响。并以改性后的HUSY为载体负载钌催化剂，研究

3、了其在O．5wt．％苯／正己烷中的加氢活性，考察了载体酸性质的变化对催化剂加氢活性的影响。结果表明，经不同条件处理后的沸石样品，其酸强的分布均变宽，B酸酸量、总酸量太原理l：大学硕+矮究生学侮论文均增加，且样品的B酸酸强、L酸酸强均明显提高，中孔比表面增加，中孔体积均增加。以改性后的沸石为载体的负载型贵金属钌催化剂的加氢活性均有提高，这可能是载体酸性质的改变，孔结构参数的改变和扩散共同作用的结果。综合各种因素，以0．05mol／L的偏铝酸钠溶液，800C，改性12小时的条件为最佳。2)采用NaAl02溶液对HBeta沸石补铝，制备了经不同时间，不同温

4、度及不同偏铝酸钠溶液浓度处理的样品，对样品进行了XRD，氮吸附，苯吸附，不同脱附温度下的吡啶吸附态的红外，Nit3一TPD，29Si．MAS-NMR和”A1．MAS-NMR等表征，考察补铝对沸石相对结晶度、酸性质等的影响。采用已经处理的沸石负载贵金属Ru催化剂，通过低温液相间歇式催化加氢的方式，研究了其在0．06wt．％苯的正己烷模型反应物中的加氢活性，考察载体的酸性质和骨架结构的变化对金属催化剂加氢活性的影响。结果表明，以适宣碱度的碱性偏铝酸钠溶液改性HBeta沸石均保持了原HBeta的骨架拓扑结构。改性后的样品，其骨架铝的相对含量均有提高。样品的

5、骨架振动的红外光谱，29Si．MAS．NMR，解A1一MAS—NMR及样品的羟基红外光谱表征均证明了其补铝改性机理是同晶取代过程和外来铝物种及非骨架铝物种插入骨架晶格缺陷位过程共同作用的结果。改性后的样品的B酸酸量，L酸酸量及总酸量都有所增加。以改性后的沸石为载体的负载型金属Ru催化剂的加氢活性均有提高。关键词：碱处理改性，沸石酸性，负载贵金属Ru催化剂，液相加氢太原理jf人学硕士研究生学位论文ALUMINATIONOFZEOLITEBYNaAl02SOLUTIONANDTHEIRHYDRoGENATIONPERFORMANCEABSTRACTZeo

6、liteUSYandBetaarewidelyusedasacidcatalystsinthecatalyticcrackinganddewaxingprocessesofoilandnaturalgasaswellasaromaticalkylationduetotheirstructuralLacidsitesresultingfromskeletonA1atomsandBacidsitesproducedbyion—exchange．Asaresult，theacidpropertiesofzeolitecompositeinfluenceth

7、epropertiesofthewholecatalystandconsequentlyhaveaneffectonthecatalyticprocess．Thereby,itisimportanttomodifytheacidpropertiesofzeolitecompositeinthecatalyst．Inthispaper,theacidpropertiesofzeoliteUSYandBetaweremodifiedwithalkalinesolution—NaAl02，andtheinfluenceofconcentrationanda

8、lkalinityofNaAl02solutionaswellasmodificationtimeandte